文摘
应用的营养是由植物的营养需求和土壤的养分;然而,精确的营养应用程序是很困难的。Assosa,进行了现场试验,以确定土壤化学特性和磷、钾积累在马铃薯组织对磷和钾化肥的应用程序。治疗方法包括四个钾水平(0,100,200,和300公斤·K2阿哈−1)和六磷水平(0,92,138,184,和230公斤·P2O5哈−1)。实验设置为一个阶乘随机完全区组设计(RCBD)和重复了三次。根据种植前的土壤分析,种植面积的土壤介质CEC,低磷、访问和交换性钾非常低。磷的应用有非常重要的影响可访问的磷,可交换钾,和CEC,磷的浓度在马铃薯植物的叶片和块茎组织。虽然对交换钾钾有重要影响,CEC,磷浓度在马铃薯块茎植物组织,和钾水平叶片和块茎,磷和钾的交互作用在所有上述土壤化学性质,以及马铃薯植物组织中P和K数量,观察。关键钾水平叶片的最佳组织内容决定作物产量100公斤·K2阿哈−1,而磷的临界水平确定为184公斤·P2O5哈−1。
1。介绍
土豆(茄属植物tuberosuml .)正逐渐导致了发展中国家的粮食供应,特别是在高地subSaharan非洲的1]。马铃薯产量深受遗传背景(2]。因为生物和非生物因素影响植物生长和块茎的发展,实际收益率低于产量潜力(3]。除了选择合适的品种,保护植物,并提供一致的水,适当的营养管理也是至关重要的。矿物营养帮助土豆抵御不利条件,提高产量,保证质量4]。一般来说,因为他们的高产量和营养价值,土豆的作物,需要最矿物营养每公斤干物质(4]。
马铃薯产业,提高马铃薯产量主要取决于土壤肥力,指土壤提供养分,植物需要的能力。土壤肥力下降包括低产量的主要影响,失去agrobiodiversity,种植系统的养分利用效率低,和土壤流失5]。三个最必需的植物营养素,氮、磷、钾,在整个撒哈拉以南非洲土壤越来越困难6]。肥料用于促进植物土壤中的养分的供应,让土豆产量全部遗传潜力在不断变化的环境条件下(7]。所需的肥料养分优化马铃薯生产是由土壤的固有能力为植物生长提供充足的营养水平(8),作物品种的产量潜力增长,化肥的成本和可用性,环境条件,在作物的增长9]。
磷需要在相对大量的马铃薯生产(4]。然而,可怜的马铃薯生产磷可用性是一个主要障碍在热带地区,尤其是最稀缺的地方养分在土壤10),由于其高固定和缓慢的扩散在大多数土壤条件(11]。因为它不存在水溶性形式,它通常是不够用于植物,造成额外的磷肥的应用(12]。土壤理化特征已被证明影响磷的溶解性和吸附在土壤。这些因素包括土壤矿物的种类和数量,土壤pH值、阳离子和阴离子的影响,P饱和的程度,响应时间和温度、洪水、和肥料管理(13]。此外,P的可访问性肥料可能会受到土壤反应性的影响,土壤P的程度赤字,的速度和方式管理、作物需求,和土壤差异(14]。
钾是马铃薯作物的养分消耗最多。除了碳水化合物代谢和酶激活,调节渗透压钾和水使用,支持氮吸收和蛋白质合成,促进同化的易位在植物15,16]。钾,然而,主要是免费或可吸收的阳离子,使它成为fast-displacement阳离子在植物和细胞(17]。这么高的流动性在美国工厂的关键功能性质K为主要阳离子电荷中和和最常见的无机渗透活性物质(18]。根吸收钾K+离子(19]。除此之外,农产品出口和钾浸出导致土壤钾含量降低(20.]。缺钾可以发生在各种各样的土壤,如酸性沙质土壤,浸饱水的土壤,和盐碱土21]。随着低收益率,potassium-deficient植物变得容易干旱,过多的水,低和高的温度,害虫、疾病、和线虫(22,23]。作物,如土豆、钾有很高的要求,因此消耗土壤钾,除非它是补充外部24]。除了使用的种植制度、土壤原生钾能力以及钾率、时间、来源、和方法也会影响钾的有效性应用在土豆23]。是很困难的,然而,通用土壤钾的临界范围,因为变量生长条件,气候,大量可用的品种,产量的差异。埃塞俄比亚西部土壤无法提供所有必要的植物营养充足的支持良好的作物生长,这就是为什么肥料的最有效的方法之一是增加营养吸收,提高农作物的产量。此外,该地区的土壤不健康是由于养分在作物生产采矿和缺乏有机和无机补给。一般来说,不太良好的文档记录无机肥料如何影响土壤性质和营养物质的浓度在马铃薯植物组织在一个区域;相反,重点是产量和品质。因此,本研究探讨无机磷和钾化肥如何影响土壤化学性质和马铃薯组织磷和钾浓度水平。
2。材料和方法
2.1。实验网站的描述
Assosa农业研究中心进行了研究(AsARC),埃塞俄比亚的农业研究所(EIAR)中心,位于10°02′N和34°34 E′埃塞俄比亚西部约665公里从亚的斯亚贝巴,首都。实验站点海拔约1553米。实验是在主要的种植季节,和该地区的年降雨量平均1100毫米。雨季从五月持续到十月,最下雨6月和8月之间。它有一个温暖、潮湿的气候,最大和最小年平均气温32°C和17°C,分别。
2.2。治疗和实验设计
钾的治疗由四个级别(0,100,200,和300公斤·K2阿哈−1)和六磷水平(0,92,138,184,和230公斤·P2O5哈−1)。实验提出了作为一个随机完全区组设计(RCBD)在一个4×6 !安排和复制三次。每个情节收到一个24治疗组合,随机分配。
磷是由三重过磷酸钙(TSP, 46% P2O5),而氯化钾(氯化钾60% K2O)被用作钾的来源。氮源是尿素(NH (CO2]2N)(46%)。钾和磷的颗粒肥料应用下面和周围种植的种子块茎。避免导致浸出高降雨,钾肥是应用于两个部分(一半当植物出现半midstage种植之后),而磷应用。每个情节收到138公斤·N·哈−1尿素均匀应用推荐的三倍(1/4th种植,1/2 midstage(约40天后种植),和1/4th在块茎起始(初花期))。
2.3。土壤采样和分析
种植前和收获后,土壤样本取自实验网站。综合收集土壤样本从试验地使用螺旋种植前震源深度30厘米。此外,土壤水分、土壤取样、五采集标本从每个情节和合成/治疗。总共有72复合样品。脱水复合渗进行化学分析的样本,使用一个2毫米筛上被风干之后纸托盘。分析了土壤总氮,磷,可交换钾、有机质、土壤pH值、阳离子交换量(CEC),和土壤质地。分析是AsARC土壤实验室完成的。
土壤有机质测定是基于碳的氧化酸性重铬酸钾(K2Cr2O7−2)中等以下Walkley和黑色的方法描述Estefan et al。25]。micro-Kjeldahl消化和蒸馏方法被用来确定土壤总氮(25]。土壤有效磷决心使用奥尔森的方法方法(26)和可交换钾通过提取1 N醋酸铵摩根(方法)和由阅读用火焰光度计(27]。方法描述罗迪斯[28)是用来确定的阳离子交换能力的解决方案。1:2.5中土壤pH值确定土壤水悬挂使用玻璃电极作为被麦克莱恩(29日]。此外,土壤质地的决心使用比重计法Ashworth et al。30.正如罗[]31日使用美国农业部纹理三角形)。
2.4。植物组织取样和分析
成熟,非坏死性,从植物和健康的叶子被随机脱光衣服在每个情节,以及叶柄,立即盛开的开始前(块茎启动)。从每个情节,60 - 80收集树叶作为样本。树叶在强制通风干燥炉在65°C,直到他们达成一致的重量。的块茎,块茎的大小都是随机选择从每个情节在成熟之前种植后(65天)。他们细切刀(3毫米)。他们在强制热风循环烤箱干70°C,直到他们达成一致的重量。样本随后粉规模小于1毫米的磷和钾的水平来确定叶片和块茎组织。植物的干和碎叶、块茎在480°C的温度烧成灰烬。灰色的植物材料处理硝酸(HNO3)解决方案在三卷蒸馏水稀释。P是评估calorimetrically使用Vanadomolybdate方法(32),钾含量是决定用火焰光度计测量钾原子产生766.5 nm从相同的提取33]。
2.5。统计分析
数据进行方差分析(使用SAS(方差分析)349.3版本的广义线性模型(GLM),并获得了解释使用戈麦斯[35)技术。最显著的差异测试是用来区分之间的显著差异治疗意味着5%水平的意义。
3所示。结果
3.1。种植前的土壤的物理化学性质
实验室分析结果的一些物理和化学参数实验站点的土壤种植前展示在表1。结果表明,土壤有淤泥质地(49%)和高度酸性反应,pH值为5.1。此外,实验土壤介质CEC (cmol·19.1公斤−1总氮土壤)、低(0.06%),访问磷(8.52 ppm),非常低的可交换钾(0.12 cmol·公斤−1土壤)和有机碳(0.75%)(表1)。
3.2。收获后土壤化学性质
种植前后土壤肥力的研究表明,磷和钾化肥应用提高了CEC,访问的磷、钾,表明土壤的肥力改善了(表状态1- - - - - -3)。由于磷应用,土壤化学特性(CEC,磷,和交换钾)显著改善。同样,除了提供磷,小,可交换钾和CEC与钾肥处理(表发生了翻天覆地的变化3)。CEC、磷可访问和可交换钾含量不受磷和钾增加土壤(表2和3)。
增加磷的速度从零到46和92公斤·P2O5哈−1没有显著影响土壤的磷浓度。然而,增加磷含量从0到138,184和230 P2O5哈−1导致67年大幅增加,143年,分别为和157%(表3)。
增加磷钾和CEC应用极大地降低了可用。交换钾降低约9%,磷率从0增加到46公斤·P2O5哈−1。然而,减少phosphorus-treated土壤中可交换钾无统计学意义。然而,提高磷内容从0到92公斤·P2O5哈−1CEC减少了5.5%左右。然而,情节有46和184公斤·P2O5哈−1在统计学上相当于情节,没有得到磷(表吗3)。
与磷、钾增加交换钾和CEC的水平。交换钾增加了约150%,钾水平从零增加到100公斤·K2阿哈−1。增加钾水平之间的200和300公斤·K2阿哈−1分别提出了约333 - 500%。同样,增加钾受精率从零到200和300公斤·K2阿哈−1分别增强交换钾约18 - 26%。然而,当与控制治疗相比,100公斤·K的应用2阿哈−1不影响CEC(表吗3)。
3.3。磷和钾在植物组织水平
磷的主要效果显著 影响磷的浓度在马铃薯植物的叶片和块茎组织。钾显著的主效应 影响磷的浓度在马铃薯块茎植物组织。然而,主要的影响并不影响钾磷的浓度在马铃薯植物叶子的组织。两个因素没有交互影响磷的浓度在马铃薯植物的叶片和块茎组织(表4)。
增加磷的速度线性导致营养浓度明显高于叶和块茎组织。因此,提高肥料率从0到46,92,138,184,230公斤·P2O5哈−1显著提高叶片组织的营养浓度约100,350,450,550,和650%,分别。同样,磷浓度在块茎组织增加了117,267,300,383,467%(表所提到的序列5)。
磷的应用并不影响植物的叶中的钾水平的组织。两种营养元素没有交互影响钾浓度马铃薯作物叶片和块茎组织。然而,磷的应用显著影响块茎组织的钾含量(表4)。增加磷的速度从零到46公斤·P2O5哈−1钾的浓度在作物块茎组织提高了8%左右。这可能意味着,磷和钾在植物的代谢过程协同作用。然而,提高磷量没有增加块茎组织的营养浓度(表5)。
钾肥的使用没有影响磷的浓度在叶组织。然而,它有一个很大 磷含量影响块茎组织非常重要 影响钾浓度在叶片和块茎组织(表5)。增加钾率从0到100,200,和300公斤·P2O5哈−1显著提高钾浓度在叶组织约34岁,90年,和95%,分别。同样,钾浓度在块茎组织增加了22日,72年,和103%,分别在提到的序列(表1)。然而,组织钾含量最高为100公斤·K2阿哈−1(即。,4。5%) (Table5)。两种营养元素的浓度观测到的结果在这个实验中还透露,获得最优产量可能比最大的10%或更少因为其他因素可能减少了工厂的最佳营养的吸收和利用。
这个实验的结果表明,磷的浓度肥料最佳水平的输入(184公斤·P2O5哈−1)是0.26 ppm,这几乎相当于营养的临界水平叶片的最佳作物产量。同样,足够的钾浓度(4%)植物的叶组织有钾肥水平,导致最优或near-optimum市场和总块茎的产量200公斤·K2阿哈−1。在营养水平,这些发现或许可以解释市场和总块茎产量增加,以及大中型的块茎。
4所示。讨论
4.1。种植前的土壤的物理化学性质
每一个作物的生产力是由其遗传潜力,文化习俗,如土壤肥力和气候条件。作物生产力和质量主要取决于平衡的营养在一定的农业气候条件。大多数热带和亚热带地区的土壤缺乏营养物质由于养分耗竭,水土流失,土壤和不良特征如酸度、盐度等限制植物的植物养分吸收效率。因此,生产力较低,粮食不安全的存在。此外,营养不良,导致植物营养失衡,导致粮食产量低的主要因素。
土壤的低水平soil-accessible磷(8.52 ppm),根据鲁如坤等和科克(21]。土壤低磷含量的最可能是由于土壤的强劲phosphorus-fixing能力(36]。而低钾浓度可能与粘土的组成(高岭土),具有低钾离子保留能力,从而导致市场过度阳离子浸出的极端降水的研究区(21]。因此,种植前的土壤理化特征暗示实验土壤有一些局限性的作物的性能。这些数据表明,所需的土壤肥料后作物的外部应用程序的建议。
4.2。收获后土壤化学化学性质
高磷土壤中磷肥料应用增强可用性,尽管重要的养分固定的可能性。这也表明,应用化肥使土壤的吸附达到饱和状态的网站,允许一些nonlabile P替换P在土壤溶液,使植物。缺乏显著变化可用土壤P添加46和92公斤·P2O5哈−1肥料意味着这样的肥料量还不足以使可用的P植物正常生长发育所需的水平和效率。根据Horneck et al。37),取得了大量的宝贵的土壤P之外的应用138公斤·P2O5哈−1马铃薯作物生长与发展是充分利用奥尔森技术。
结果表明,减少交换钾和CEC可能与事实的程度和类型对土壤胶体影响土壤的能力保留重要的植物营养的水通过土壤剖面。由于研究区高降水以及粘土(高岭土),可怜的钾离子的保留能力,阳离子浸出增加土壤中的负电荷增加,鲁如坤等和科克(21)表示。
另一方面,由于中国缺乏钾使用,过多的氮磷肥料可能加剧的情况,和连续使用将进一步耗尽本机土壤钾的储备,这恰逢Akhtar et al。38]。除了消耗土壤钾,它也会降低作物产量。作为移动元素,不长时间保持在土壤中钾后释放。此外,土壤中钾的解决方案要么是固定在粘土晶格与NH4或交换+ 1离子交换复合物。因此,钾化肥应用以更高的利率比化肥有更大的机会修复应用于较低的利率。这是按照施耐德et al。39和泰沃等。40]。
4.3。在植物组织中磷和钾浓度水平
马铃薯植物土壤中吸收更多的营养作为他们的可用性解决方案增加了。这意味着植物吸收钾养分的可交换的内容增加由于肥料处理。土地不肥沃的土壤的交换K水平抑制植物生长,在种植前土壤测试结果做了演示。同样,磷浓度的增加块茎组织为了应对增加钾率应用的协同作用可能与两种营养元素在植物的新陈代谢。钾浓度的作物叶片和块茎组织,然而,显著增加。在目前的研究中,磷(2.5% - -6.0%)和钾的浓度(3.5% - -5.0%)在马铃薯叶片相比,基于Walworth &穆尼斯(41]。这些温和的范围适用于确定叶子的P和K浓度对马铃薯植物生长在埃塞俄比亚,根据Dechassa [42]。参考范围的块茎P和K浓度也用在这项研究中,据Walworth &穆尼斯(41]。
未经处理的实验土壤有交换钾含量只有0.117 cmol·公斤−1土壤。这土壤中的钾水平为高作物产量极低,它应该至少0.3 cmol·公斤−1土壤足够的作物生长和产量,如上所述,鲁如坤等和科克21],里斯和Monnerat [43),和罗伊·et al。44]。结果,显著增加钾浓度在两种作物的叶片和块茎组织可能是由于植物的高吸收的养分的增加可用性的养分在土壤中响应的应用程序包含它的肥料。这可能使植物更好地发展和产生更多的块茎。然而,组织钾含量最高为100公斤·K2阿哈−1(即。,4。5%). The results of the concentrations of the two nutrients observed in this experiment also revealed that the optimum yield obtained may be 10% or less than the maximum since other factors may have reduced the plant’s optimum uptake and utilization of the nutrients. The critical concentration of a nutrient in plant tissues is the concentration of the nutrient in a particular plant part, usually, a mature leaf sampled at a given growth stage (usually tuber initiation for potato), below which plant growth and yield are suppressed by 5–10% according to Prado and Caione [45)或组织营养浓度导致最高产量46]。关键的磷和钾浓度为最佳马铃薯叶片干物质产量通常是4.0%和0.3,分别由Walworth如上所述,穆尼斯(41]。而据里斯和Monnerat [432.2%和1.8之间),钾浓度应该出现在块茎组织最佳的产量和品质。然而,钾含量较高,块茎组织不仅在这个研究可能是由于钾应用程序也是工厂的年龄,这是65 DAP,因为组织营养浓度随着年龄的变化。也发现了类似的结果,杰克逊和黑线鳕(47块茎]钾水平下降与衰老。旁边,报道组织营养内容由于组织采样技术的差异,不同的组织类型,和马铃薯品种在这项研究中,用作Walworth和穆尼斯41)表示。
相反,霍金斯(48)指出,块茎磷水平下降在整个生长季节,从早期的0.57%,下降到0.16%之后的收获。赛季初磷浓度水平介于0.22%和0.57之间,在赛季中期(70 - 74 DAP)值介于0.21%和0.29之间,赛季末(91 - 95 DAP)值介于0.16%和0.18之间,和收获(112 - 152 DAP)块茎K含量介于0.14%和0.16之间(47,48]。埃尔南德斯等人。49)和Barben et al。50]表明这样缺磷降低了马铃薯块茎的大小和收益、延缓植物生长和影响质量导致块茎的淀粉产量减少,导致坏死斑点块茎(51]。
5。结论
结果表明,应用有非常重要的影响可用磷,磷交换钾,钾和CEC,而除磷可用做了同样的事情。磷施肥提高土壤磷钾而减少CEC和可交换的访问。与磷、钾交换钾和CEC含量增加。然而,钾和磷的交互作用在所有上述土壤化学特性是无关紧要的。
磷的影响深刻改变了磷的浓度在马铃薯植物的叶片和块茎组织,以及块茎的钾含量。而钾的浓度有显著影响磷在马铃薯块茎植物组织和叶片和块茎钾水平,这两种营养元素并不影响磷和钾的浓度在马铃薯植物叶片和块茎组织。这个实验的结果表明,磷的浓度在184公斤·P2O5哈−1是0.26%,这几乎相当于营养的临界水平叶片的最佳作物产量。同样,足够的钾浓度(4%)植物的叶组织记录的钾肥水平100公斤·K2阿哈−1。
数据可用性
可用的数据将在合理的请求到相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
没有特定的资助出版;然而,作者的工作是作为受聘于埃塞俄比亚农业研究所的政府组织在埃塞俄比亚。